一种适用于屋面改造的保温防水复合卷材及制备方法与流程

本发明涉及既有房屋屋面更新改造技术领域，具体地，涉及一种适用于既有屋面更新改造的新型保温防水复合卷材，以及其制备方法。

背景技术

屋面是既有房屋的重要围护结构，也是建筑节能优化的重要部分。既有房屋更新改造在保证结构安全性、使用耐久性的基础上，高度重视屋面的绿色节能。目前，既有房屋屋面更新改造一般在屋架结构上做保温隔热层，再在其上部做防水层及防护层。这种方式不仅施工工艺繁琐、进度慢、空间使用较大，且分离式构造易产生交叉影响导致材料构件老化与破损，造成经常性的反复维修。另外，当前国内屋面改造工程中常用材料如岩棉板、xps板、聚氨酯保温板等材料存在一些不足，如密度大、黏结性能不足、防火性能不足、耐候性差等缺点。

气凝胶为一种具有纳米多孔结构的新型无机材料，因其独特的结构特征，其导热系数可达0.013～0.025w/m﹒k左右，远低于岩棉板、聚苯乙烯板、挤塑聚苯板等材料导热系数，且具有低密度、高阻燃性等特点。气凝胶产品形态主要有保温气凝胶毡、板、布、纸、颗粒等，已在石油化工输送管道、炼油厂及气体处理厂中高压蒸气管线、服装保暖材料、复合装甲结构隔热等方面开展研究与应用。并且已尝试在建筑保温领域的研究与应用，已有学者开展基于气凝胶进行复合材料或构件产品的研制工作。如中国发明专利申请cn201711374646.6公开了一种陶瓷纤维复合型二氧化硅气凝胶保温毡的制备工艺；专利cn202416724u设计了一种气凝胶复合屋面，在钢筋混凝土结构层上表面粘贴气凝胶纳米孔超级隔热柔性毡，作为屋面保温隔热防水层；专利cn201611140317.0提出一种气凝胶蜂窝夹心板，将气凝胶片层覆盖蜂窝芯体表面，再在其上、下铺设面板，用于建筑屋面材料的中间填充芯层；专利cn105256902a设计了一种即用型气凝胶复合绝热胶带及制备方法，可用于房屋墙体、屋面、门窗等部位接缝处及门窗边框的保温、保温修复或临时性保温；专利申请号201710215889.9提供了一种具有防水透湿功能的超轻质气凝胶保暖材料及其制备方法，制备仿羽绒结构纤维气凝胶，并与防水透气膜复合制成超轻质气凝胶保暖材料。

但是，相关研究或专利成果在既有房屋坡屋面特别是瓦屋面中难以应用，主要问题包括：1)二氧化硅气凝胶材料在使用阶段存在气凝胶粉末脱离的问题，长期暴露使用会导致其保温隔热等性能的退化；2)坡屋面结构一般为檩条、椽子及挂网条等组成空间网格状构架，刚性材料难以有效使用，宜采用柔性材料，便于铺接及维护；3)屋架为杆件连接形成的空间结构，受外界因素影响产生变形，保温隔热防水材料应具有良好的变形协调能力；4)屋面保温隔热、防水处理提高节能效果、避免冷凝结霜，应同时考虑防止水汽对楼屋面的渗透、侵蚀影响，以及通过改善材料透气性提升材料的耐久性。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于屋面改造的保温防水复合卷材及其制备方法，该复合卷材是一种具有良好保温隔热性、防水性、透汽性、高韧性于一体的柔性复合卷材，以解决现有技术中存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

根据本发明的第一方面，提供一种适用于屋面改造的保温防水复合卷材，该复合卷材主要由保温隔热芯材、无纺布强化透气膜和基层保护膜组成，这三部分通过热熔压敏胶压制成一体，其中：

所述保温隔热芯材为二氧化硅气凝胶毡；

所述无纺布强化透气膜覆盖于所述保温隔热芯材上表面；

所述基层保护膜辅贴于所述保温隔热芯材下表面。

优选地，所述无纺布强化透气膜是由聚乙烯树脂薄膜、以及分别热复合于所述聚乙烯树脂薄膜上、下表面的丙纶长丝无纺布形成的一体膜，其中，中间层聚乙烯树脂薄膜为主防水层。

优选地，所述基层保护膜采用具有良好的水汽隔离能力的隔汽膜，以保护保温隔热芯材与屋面构造以免受屋内湿气的影响。

优选地，所述保温芯材、无纺布强化透气膜及基层保护膜通过热熔压敏胶粘合，

涂胶形式为点状式或条状式，相邻两个点状或条状之间的间距为2～3cm。

优选地，所述热熔压敏胶采用sbs型热熔压敏胶。

优选地，所述保温隔热芯材的厚度为6～8mm。

优选地，所述无纺布强化透气膜的总厚度为0.4-0.6mm。

优选地，所述复合卷材，其总体长度取10m或20m，宽度0.75m，厚度6～10mm。

根据本发明的第二方面，提供一种适用于屋面改造的保温防水复合卷材的制备方法，包括：

加热热熔胶使其成熔融状态，采用热熔胶机系统将热熔胶涂布于二氧化硅气凝胶毡上、下表面；

将无纺布强化透气膜平置于二氧化硅气凝胶毡上表面，将基层保护膜叠合于二氧化硅气凝胶毡下表面，压紧保持一段时间；

将上述压紧后的无纺布强化透气膜、二氧化硅气凝胶毡、基层保护膜采用夹棍滚压成型，定长截取并卷制，得到适用于屋面改造的保温防水复合卷材。

优选地，所述加热热熔胶，其中：热熔胶加热时保持温度为160～180度，加热时间80-100分钟。

优选地，所述热熔胶以点状或条状喷胶形式涂布于二氧化硅气凝胶毡上，喷涂点间距为2～3cm。

优选地，所述复合卷材定长截取10m或20m。

本发明采用上述制备方法，能够得到一种兼具高保温隔热性、防水性、透汽性、韧性的柔性复合卷材，气凝胶毡上下表面分别增贴防护膜，并采用无纺布加强，有效避免气凝胶颗粒溢出，提高复合卷材整体强度，应用于既有屋面更新改造，具有良好的保温隔热、防水性能，且具有较强的变形协调能力，有效保护屋面构件提升其耐久性。

本发明上述获得的新型保温防水复合卷材，具有良好的保温隔热、防水、透气、一体卷材面积大等多重功能，制备工艺简单，材料环保、易于现场施工使用。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明上述的复合卷材，是一种以二氧化硅气凝胶毡作为主芯材的复合卷材，可以取代传统的xps板、聚氨酯保温板等，安全环保，保温绝热性能显著提升，面密度降低减小屋面荷载，且防火性能可达a级。

2、本发明上述的复合卷材，其中二氧化硅气凝胶毡上下表面分别复合无纺布强化透气膜和基层保护膜成一体材料，一方面，可有效解决气凝胶粉末脱离的问题，另一方面，无纺布强化透气膜和基层保护膜具有良好的防水、透气效果，可增强复合材料的耐久性。

3、本发明上述的复合卷材，结合无纺布强化透气膜、点状分布式热熔接合形成复合卷材，有效提升复合卷材的抗变形能力，适应屋面结构变形易引起卷材变形开裂的问题。

4、本发明上述的复合卷材经滚压成型，可定长截取卷制、现场切割，长度可取10m或20m，可较大面积整体铺装，提高施工效率，适用各种复杂外形要求。

本发明上述的复合卷材具a级耐火等级、高保温隔热性、防水透气、质轻性柔、整体环保，尤其适用于既有房屋坡屋面防水保温的更新改造，不仅优化既有房屋屋面构造，改善居住使用的舒适性，更提高既有房屋的绿色节能及耐久性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明一实施例中复合卷材的结构示意图；

图2为本发明一实施例中复合卷材的制备方法流程图；

图中：1为保温隔热芯材，2为无纺布强化透气膜，3为基层保护膜。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1所示，为本发明一实施例中适用于既有屋面更新改造的保温防水复合卷材结构示意图，包括：保温隔热芯材1、无纺布强化透气膜(2、2-1、2-2)、基层保护膜3、热熔压敏胶4。其中：

所述保温隔热芯材1为二氧化硅气凝胶毡，厚度为6～8mm；

所述无纺布强化透气膜覆盖于所述保温隔热芯材1上表面；

所述基层保护膜3为隔汽膜，该层辅贴于所述保温隔热芯材1下表面。

在部分优选实施例中，所述热熔压敏胶4采用sbs型热熔压敏胶。

在部分优选实施例中，所述保温隔热芯材1、无纺布强化透气膜，或保温隔热芯材1、基层保护膜3之间，通过热熔压敏胶4点状或条状喷胶式涂布粘合，喷胶点间距取2～3cm左右。

在本发明部分优选实施例中，所述无纺布强化透气膜是由聚乙烯树脂薄膜2、以及热复合于所述聚乙烯树脂薄膜上表面的丙纶长丝无纺布2-1、热复合于所述聚乙烯树脂薄膜下表面的丙纶长丝无纺布2-2形成的一体膜，其中，中间层聚乙烯树脂薄膜为主防水层。所述无纺布强化透气膜的总厚度约0.5mm。

如图2所示，为上述复合卷材的制备方法流程图，在该实施例中，所述方法包括：

步骤1：无纺布强化透气膜成型：丙纶长丝无纺布、聚乙烯树脂薄膜、丙纶长丝无纺布依次平铺叠合，热融直压成型形成无纺布强化透气膜，即聚乙烯树脂薄膜的上下表面分别热复合丙纶长丝无纺布；

步骤2：预热热熔压敏胶成熔融状态：设备调试开片，校核工艺参数，预加热热熔压敏胶至160～180度，使其保持熔融状态；

步骤3：逐层喷胶：将热熔胶采用点状喷胶形式涂布于二氧化硅气凝胶毡上下表面，在二氧化硅气凝胶毡上表面覆无纺布强化透气膜；在二氧化硅气凝胶毡下表面覆贴基层保护膜；

步骤4：滚压定型：将步骤3得到的无纺布强化透气膜、二氧化硅气凝胶毡、基层保护膜构成的复合材料压紧保持约1分钟，然后夹棍滚压成型；

步骤5：定长卷制：以10m或20m为长度模数，截断并成卷制作，竖直放置片刻后，在常温储存。

在一优选实施例中，所述二氧化硅气凝胶毡为将无定形二氧化硅胶添加入玻纤毡或聚酯毡等柔性基材中形成的多孔材料，性能应满足：尺寸稳定性不大于1％，拉伸强度不小于0.8mpa，吸水率低于1％。

在一优选实施例中，所述无纺布强化透气膜以聚乙烯树脂薄膜2为主防水层，两面分别复合丙纶长丝无纺布2-1、2-2作增强层。在实际应用中，无纺布强化透气膜位于二氧化硅气凝胶毡之上、顺水条之下，加强屋面保温隔热层水密性、气密性的同时，以其透气功能将屋面内潮汽排出，提升复合卷材的耐久性。

在一优选实施例中，所述基层保护膜3选用隔汽膜，在复合卷材中，其位于屋面基层与保温层即保温隔热芯材1之间，可防止室内湿气向保温层渗透，有效保护保温层不受侵蚀。基层保护膜3选用应具有一定抗变形能力，性能指标包括：拉伸性能不小于180n/50mm、水蒸气透过量不大于15g/m²·24h、钉杆撕裂强度不小于210n。

在一优选实施例中，所述热熔压敏胶4采用sbs热熔压敏胶，化学特性不变，无毒无味，蠕变性良好。更具体地，在实施例中，热熔压敏胶主要性能指标有：软化点95±5℃、熔融粘度175℃时7000～9000mpa.s、剥离强度≥0.9n/mm。

在一具体实施例中，所述保温防水复合卷材，上表面是呈灰色的无纺布强化透气膜作为暴露面、下表面是呈灰白色的基层保护膜作为保护层，用于铺设或覆盖在木板基层上，厚度为6mm。测试显示所述复合卷材整体导热系数为0.018～0.022w/m﹒k，耐火性能达到a级，材料物理性能如表1所示。

表1保温防水复合卷材的物理性能要求

通过对复合卷材的导热系数、燃烧等级等检测，基于二氧化硅气凝胶毡的新型保温防水复合卷材具有低导热系数、a级耐火性能的特征，总厚度约6～10mm，单位面积重量约1.5～2.5kg，拉力延伸、透水性、钉杆撕裂强度、伸缩率等性能指标表明复合卷材具有良好的抗变形能力，热老化试验反应所发明复合卷材具有良好的耐候性能，在既有房屋屋面更新改造中具有良好的应用性。

综上实施例，本发明所述新型保温防水复合卷材是以纳米级二氧化硅气凝胶毡为芯体，采用环保型热熔压敏胶粘结无纺布强化透气膜、基层保护膜，经热熔涂胶覆膜粘合工艺一体制成。根据试验及实践应用，所述复合卷材应用于既有房屋坡屋面不仅优化既有房屋屋面构造与节能性，改善居住使用的舒适性，更提高了既有房屋屋面的耐久性，尤其适用于既有房屋屋面更新改造工程。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，不影响本发明的实质内容。